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 相干测风激光雷达研究进展和应用

周艳宗 王冲 刘燕平 夏海云

[摘要]相干测风激光雷达采用外差探测方式, 其后向散射信号经本振光放大, 信噪比理论上可达到量子极限, 具有高时空分辨、高精度的特点。相干测风激光雷达广泛应用于测量风切变、大气湍流、飞机尾流、阵风以及重力波等。目前...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(02):020001

 时频分析在激光雷达中的应用进展

刘燕平 王冲 夏海云

[摘要]激光雷达对于实现隐形目标或大气、海洋、陆地领域目标等方面的高分辨率多参数探测具有重要意义。相对于传统的单独时域或频域处理, 时频分析在激光雷达信号分析、解译和处理等方面可以提供更多的信息。时频分析在激光...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2018, 55(12):120005

 探测器非线性响应对能见度激光雷达的影响

魏天问 王冲 上官明佳 尚祥 夏海云

[摘要]在光子计数模式的激光雷达应用中,回波信号的动态范围大。激光雷达的远场回波信号处于探测器的线性输出区间,无需进行校准;近场信号基本处于探测器的非线性响应区,需要进行校准。为了提高远场信号的信噪比,提出了一...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2018, 55(11):110402

 联合时频分析在相干测风激光雷达中的应用

刘燕平 王 冲 吴云斌 上官明佳 夏海云

[摘要]相干测风激光雷达具有风场测量精度高、高时空分辨率、探测范围广等突出优点, 已广泛应用于风切变探测、飞机尾流探测、风力发电和大气湍流探测等方面。如何从大气回波信号中提取微弱的多普勒频移信息是激光雷达信号处...

 PDF全文红外与激光工程 | 2018, 47(12):1230001

 飞秒激光频率梳测距综述

赵力杰 周艳宗 夏海云 武腾飞 韩继博

[摘要]精准的距离测量对于卫星编队飞行、行星空间定位、大型结构形状测量、微小位移测量以及工业制造测量等方面具有重要意义。近年来, 基于飞秒激光频率梳的测距技术以其测量速度快、准确度高等优点成为国际研究热点。在简...

 PDF全文红外与激光工程 | 2018, 47(10):1006008

 基于Golay脉冲编码技术的相干激光雷达仿真研究

周艳宗 王冲 魏天问 上官明佳 夏海云

[摘要]针对相干激光雷达远场回波信号信噪比低,提取困难的问题,提出了脉冲编码技术,以改善系统信噪比,增大雷达探测距离。研究了相干激光雷达系统中Golay码的编码和解码原理,理论分析了采用脉冲编码技术对系统信噪比的提...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(08):0810004

 相干激光雷达中望远镜的优化及探测性能分析

贾晓东 孙东松 舒志峰 张飞飞 夏海云

[摘要]利用脉冲能量为110 μJ、重复频率为20 kHz及脉冲宽度为300 ns的光纤激光器设计了一套工作波长为1.55 μm的相干测风激光雷达,给出了系统的性能参数。根据后向传播本振的原理计算出当望远镜对发射高斯光束的截断比为最...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(03):0301001

 高功率光纤激光器中ASE噪声的测量方法

贾晓东 夏海云 上官明佳 窦贤康

[摘要]高峰值功率脉冲光纤激光器在激光雷达系统中有着广泛的应用。然而, 光纤激光器中放大自发辐射噪声(ASE)严重影响了系统的探测性能。提出一种测量高峰值功率脉冲光纤激光器中ASE噪声的方法。在该方法中, 首先对高峰值功...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2015, 27(05):051006

 瑞利多普勒测风激光雷达的频率标定方法

上官明佳 夏海云 华政宇 岑晔涛 王冲 裘家伟 舒志峰 窦贤康

[摘要]频率标定是瑞利测风激光雷达的关键技术。瑞利测风激光雷达中, 通过改变压电陶瓷管的电压实现连续调谐F-P标准具腔长, 使出射激光频率处于双边缘透过率曲线的交点处。在连续调谐时, 由于压电陶瓷管的磁滞效应引起腔长调...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2015, 27(01):019001

 双边缘瑞利测风技术中信号通道分光比对风速反演的影响

上官明佳 夏海云 舒志峰 孙东松 张飞飞 胡冬冬 韩於利 高园园

[摘要]理论分析表明,双边缘瑞利测风激光雷达技术中,信号通道分光精度影响风速测量精度。因此,在风速误差计算上,需考虑分光比误差,且尽量选择分光稳定性好的仪器。在激光雷达中,常常利用光纤分束器与分束片进行分光。分...

 PDF全文中国激光 | 2014, 41(07):0714001

 差分像移湍流廓线激光雷达测量误差分析

郭洁 孙东松 强希文 夏海云 舒志峰 韩於利 赵若灿 上官明佳

[摘要]差分像移激光雷达可以测量随距离分布的大气湍流廓线。在结合测量原理和定性分析的基础上,经过严格的数学推导得到了差分像移激光雷达测量湍流的误差公式,提供了定量分析和改进系统性能的基础:在系统参数确定后,通...

 PDF全文光学学报 | 2014, 34(08):0801004

 基于扫描F-P标准具的高光谱分辨低平流层温度探测

上官明佳 夏海云 舒志峰 窦贤康 王冲 裘家伟 韩於利 赵若灿 张飞飞 郭洁 高园园

[摘要]报道了一种基于扫描F-P标准具的高光谱分辨低平流层大气温度探测技术。通过扫描F-P标准具,获得大气分子瑞利后向散射的透过率分布。对该透过率进行非线性拟合,由拟合得到的谱宽计算大气温度分布。为了减小频率不稳定引...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2014, 26(12):121003

 1.55μm相干激光雷达系统的硬目标速度探测

张飞飞 夏海云 孙东松

[摘要]为了实现激光雷达系统对硬目标的探测, 设计了相干探测系统, 引入平衡探测器优化本振的大小, 并对漫反射硬目标速度进行了探测。结果表明, 采用平衡探测器, 优化本振的大小, 可以有效地提高系统的信噪比, 对漫反射硬目...

 PDF全文激光技术 | 2012, 36(05):602-606

 基于Fizeau条纹技术的测风激光雷达风速反演方法

沈法华 岳斌 夏海云 孙东松

[摘要]建立了基于Fizeau干涉仪的测风激光雷达后向散射信号的理论模型,并利用最小二乘拟合方法结合数值迭代方法反演风速.该方法无需确切知道实际系统参数的大小和测量时的大气状况.风速反演的精度受迭代次数的影响,而选代初...

 PDF全文红外与激光工程 | 2007, 36(06):834-837

 Levenberg-Marquardt算法在测风激光雷达中的应用

周小林 孙东松 钟志庆 王邦新 夏海云 董晶晶 沈法华 刘东

[摘要]分析了直接探测测风激光雷达中的Fabry-Perot标准具透过率的非线性理论模型.根据实验测量数据,利用Levenberg-Marquardt算法对理论模型进行参数优化估值,获得测量数据的最佳拟合曲线.数值计算表明,pseudo-Voigt函数能快...

 PDF全文红外与激光工程 | 2007, 36(04):500-504

 多普勒测风激光雷达数据处理方法分析

王邦新 孙东松 钟志庆 夏海云 沈法华 周小林 董晶晶

[摘要]介绍了基于双Fabry-Perot标准具的测风激光雷达的工作原理,分析了大气分子散射对风速测量的影响,并给出了相应的数据处理方法.模拟并分析了两种不同迭代初值在1-3次迭代时产生的系统测量误差,给出了1 km和5 km处风速的...

 PDF全文红外与激光工程 | 2007, 36(03):373-376

 激光雷达探测的大气气溶胶空间二维分布

陈敏 孙东松 顾江 沈法华 夏海云

[摘要]提出了通过改变激光束仰角的斜程探测得到气溶胶空间二维分布的方案.利用自行研制的Mie散射激光雷达系统对合肥西郊上空的大气气溶胶进行了连续的斜程探测,并通过相应的数据处理方法,得到气溶胶消光系数二维分布图及其...

 PDF全文红外与激光工程 | 2007, 36(03):369-372

 入射光斑对双F-P标准具测风激光雷达的影响

夏海云 孙东松 董晶晶 沈法华

[摘要]在直接测风激光雷达的接收光路中安装CCD监视器,发现了入射到标准具上光斑的形状及其强度分布对标准具透过率曲线产生的影响.理论分析表明:入射光斑影响了双Fabry-Perot标准具的频谱间距和透过率曲线的形状,双边缘直接...

 PDF全文红外与激光工程 | 2007, 36(03):377-381

 1.06 μm多普勒激光雷达的低对流层风场测量

孙东松 刘东 夏海云 王邦新 钟志庆 董晶晶 周军 胡欢陵

[摘要]介绍了一套基于双边缘检测技术的1 064 nm Mie多普勒测风激光雷达系统.采用Farbry-Perot标准具作为频率检测器,分析了风场中大气气溶胶运动造成的多普勒频移.利用转盘硬目标的速度校准系统对接收机校准,在±40 m/s...

 PDF全文红外与激光工程 | 2007, 36(01):52-56

 直接探测多普勒激光雷达的光束扫描和风场测量

王邦新 沈法华 孙东松 钟志庆 夏海云 刘东 周小林 董晶晶 李颖颖

[摘要]介绍了直接探测多普勒激光雷达的系统结构和主要参数,给出了该系统进行大气风场测量的光束扫描方法,详细推导了三维风场的计算公式,给出了其风速和风向误差的求解方法.在径向风速均为1 m/s和扫描角度误差均为1°的...

 PDF全文红外与激光工程 | 2007, 36(01):69-72

 多普勒测风激光雷达研究进展

周小林 孙东松 钟志庆 王邦新 夏海云 董晶晶 沈法华 刘东

[摘要]简述了多普勒测风激光雷达测风的意义,报道了多普勒测风激光雷达的发展动态.综合该领域的发展情况,按探测方式的不同,分相干技术和直接探测技术分别讨论了测风激光雷达的应用及其特点,比较了各种系统的性能.

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2007, 2(03):161-168

 对基于Fizeau干涉仪的测风激光雷达的研究

沈法华 孙东松 陈敏 夏海云 董晶晶 王邦新 钟志庆 周小林

[摘要]介绍了基于Fizeau干涉仪测风激光雷达的系统结构.在已有的系统参数下,对探测器测量的频率范围和Fizeau楔角作了优化,得出的系统误差在3 km处小于0.17 m/s.讨论了不同的数据反演方法.采用Voigt拟合法对用Monte-Carlo方法...

 PDF全文红外与激光工程 | 2006, 35(06):691-695

 基于Fabry-Perot标准具的多普勒测风激光雷达

钟志庆 孙东松 王邦新 夏海云 董晶晶 周小林 周军

[摘要]研制了1 064 nm直接探测多普勒测风激光雷达,采用Fabry-Perot标准具的双边缘技术,探测了对流层三维风场分布.介绍了多普勒测风激光雷达的总体结构和技术参数,较为详细地叙述了各部分的结构及其功能,并给出了合肥地区对...

 PDF全文红外与激光工程 | 2006, 35(06):687-690

 激光雷达斜程能见度的一种探测方法及其分析

陈敏 孙东松 李洪敬 沈法华 夏海云

[摘要]提出利用激光雷达多仰角探测方法对大气斜程积分能见度测量的方案.该方案以大气光学厚度替代传统的利用大气消光系数分布求解斜程能见度,从而克服了在低能见度下,由于大气多次散射,斜程能见度难以测准的缺点,提高了探测...

 PDF全文红外与激光工程 | 2006, 35(02):156-160

 应用于测风激光雷达的多普勒校准仪

夏海云 孙东松 钟志庆 王邦新 董晶晶 沈法华 陈敏 周小林

[摘要]测风激光雷达作为一种测速工具,系统的多普勒校准是验证测量准确性的关键步骤之一。针对车载、机载测风激光雷达的校准要求,设计了便携式多普勒校准仪。其基本原理是:利用已知目标的运动速度,与激光雷达系统测得的目标...

 PDF全文中国激光 | 2006, 33(10):1412-1416

 基于菲佐干涉仪测风激光雷达的误差分析

沈法华 孙东松 钟志庆 陈敏 夏海云 王邦新 董晶晶 周小林

[摘要]详细分析了基于菲佐(Fizeau)干涉仪测风激光雷达利用条纹重心法反演风速时的方法误差和系统噪声引起的测量误差。提出了方法误差的修正方法,推导出了测量误差理论公式。并用蒙特卡罗方法模拟了低对流层的回波信号,并对...

 PDF全文光学学报 | 2006, 26(12):1761-1765

 基于FP标准具的直接探测多普勒测风激光雷达

孙东松 钟志庆 王邦新 夏海云 董晶晶 周小林 周军

[摘要]已研制成功一台1064nm直接探测多普勒测风激光雷达,采用Fabry-Perot(FP)标准具的双边缘技术,用于探测对流层三维风场廓线分布。介绍了多普勒测风激光雷达的基本工作原理、总体结构和技术参数,较为详细地叙述了各部...

 PDF全文量子电子学报 | 2006, 23(03):0303-306

 利用Fizeau干涉仪进行激光风速测量的原理分析

沈法华 孙东松 陈敏 夏海云 董晶晶 王邦新 钟志庆 周小林

[摘要]导出了激光多普勒雷达基于Fizeau干涉仪及CCD探测器进行测风时,每个CCD元最终接收到信号的一般表达式。对系统的参数做了整体优化,得出一组优化参数。在0~3 km高度,得出系统风速误差小于0.16 m/s。对最终的风速反...

 PDF全文量子电子学报 | 2006, 23(03):0330-334

 双边缘技术多普勒测风激光雷达标准具的优化

夏海云 孙东松 沈法华 董晶晶

[摘要]优化了基于双边缘技术的直接测风多普勒激光雷达中F-P标准具的工作参数.确定激光谱宽后,选择适当的F-P标准具自由谱间距,可正确消除瑞利背景噪声的影响.分析了标准具镜面缺陷、非严格平行和入射光束发散角对其透过率曲...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2006, 18(11):1774-1778

 影响Fizeau干涉仪测风激光雷达测量精度因素分析

沈法华 孙东松 陈敏 夏海云 董晶晶 王邦新 钟志庆 周小林

[摘要]基于Fizeau干涉仪测风激光雷达是利用线列探测器来测量Fizeau条纹的中心移动,以确定由于多普勒效应产生的激光频率变化的。系统噪声及激光本身的发射频率的线宽、光束发散角、发射光及回波信号光在通过干涉仪之前的光...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2006, 1(01):0053-58

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